(57)【要約】【課題】点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる無電極放電灯及び照明器具を提供する。【解決手段】無電極放電灯１０及び照明器具は、内部に放電ガスが充填されたバルブ１１と、バルブ１１内に収容されたキャビティ１３と、キャビティ１３の底部から天部に向けて排気細管１４と、バルブ１１内に電磁界を発生する誘導コイル１５および誘導コイル１５を巻回したコア１６からなるカプラ１７と、を備え、誘導コイル１５への高周波電流の通電により形成される電磁界により放電ガスを励起発光させる。バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻幅内に、抵抗値を変動可能なループ状の導体部材１８を設けた。【選択図】図１
2010050059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電ガスが充填されたバルブと、
前記バルブ内に収容されたキャビティと、
前記キャビティの底部から天部に向けて開放された排気細管と、
前記バルブ内に電磁界を発生する誘導コイルおよび前記誘導コイルを巻回したコアからなるカプラと、
を備え、
前記誘導コイルへの高周波電流の通電により形成される電磁界により前記放電ガスを励起発光させる無電極放電灯において、
前記バルブの外側面における前記誘導コイルの巻幅内に、抵抗値を変動可能または抵抗素子を接続自在なループ状の導体部材を設けたことを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
前記導体部材は、発光体により前記抵抗値を変動可能であることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項３】
前記導体部材は、複数回巻回されていることを特徴とする請求項１または２記載の無電極放電灯。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の無電極放電灯を用いたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を持たずに放電ガスを充填し誘導コイルへの高周波電流の通電により形成される電磁界により放電ガスを励起発光させる無電極放電灯及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無電極放電灯及び照明器具の一例として、バルブの外周に、３本の線状干渉防止用の金属製リングを、放電を取り巻くように配設した無電極放電灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような無電極放電灯は、金属製リングにより、無電極放電灯が磁気的な障害源として外部に電磁的ノイズを誘起しないようにして、障害電流が主電源に誘起されないようにしている。
【特許文献１】特開昭６０−７２１５５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、通常、無電極放電灯において、始動点灯時の電流波形（誘導コイルに流れる電流）は、放電灯始動時に大きな電流が流れ、点灯すると電流は小さくなって安定する。具体的には、φ１１０でＡｒガス４０Ｐａの無電極放電灯を、１３５ｋＨｚで３５ターンの誘導コイルで指導点灯させた場合、放電灯始動時の電流は１０〜２０Ａになるのに対し、点灯後は約２Ａとなる。
このとき、上記特許文献１に開示された無電極放電灯の金属製リングの抵抗値が、銅製のように極めて低いと、誘導コイルが発生する磁界により、金属製リングに誘起される渦電流が大きくなり、その渦電流に伴う損出の増加による効率低下や、点灯維持の不良が起きる虞がある。
そのため、定格点灯時の効率を維持し、余分な電磁ノイズのみを抑制するために、金属製リングの抵抗値をある程度上昇させる必要があった。
しかし、金属製リングの抵抗値を上昇させた場合、点灯時の電磁ノイズの抑制はある程度できるものの、始動点灯時の大電流、所謂、ラッシュカレントが誘導コイルに流れる際のノイズ抑制を行うことができない。
【０００４】
本発明は、前述した要望を満たすためになされたもので、その目的は、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる無電極放電灯及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の無電極放電灯は、内部に放電ガスが充填されたバルブと、前記バルブ内に収容されたキャビティと、前記キャビティの底部から天部に向けて開放された排気細管と、前記バルブ内に電磁界を発生する誘導コイルおよび前記誘導コイルを巻回したコアからなるカプラと、を備え、前記誘導コイルへの高周波電流の通電により形成される電磁界により前記放電ガスを励起発光させる無電極放電灯において、前記バルブの外側面における前記誘導コイルの巻幅内に、抵抗値を変動可能または抵抗素子を接続自在なループ状の導体部材を設けたことを特徴とする。
【０００６】
本発明においては、バルブの外側面における誘導コイルの巻幅内に設けられた導体に、抵抗値を変動可能な例えば感温抵抗素子を直列に接続して導体部材を構成している。
放電灯始動時は低温であるために感温抵抗素子の抵抗値は高くなっており、低い電流値を導体に与えることで、誘導コイルに大電流が流れたときに導体に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
これに対して、放電灯点灯時は高温になるために感温抵抗素子の抵抗値は低くなり、高い電流値、即ち短絡している電流を導体に与えることで、導体による損失増加を抑えることができる。このとき、高い電流値により導体に流れる渦電流は抑制されるが、ある程度の渦電流は流れるために、電磁ノイズの抑制を図ることができる。
よって、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる。
【０００７】
本発明においては、バルブの外側面における誘導コイルの巻幅内に設けられた導体に、抵抗素子を接続自在な、例えば抵抗素子とバイメタルスイッチとの並列回路により導体部材を構成している。
放電灯始動時は低温であるためにバイメタルスイッチはオフされており、抵抗素子の抵抗値を通じた低い電流値を導体に与えることで、誘導コイルに大電流が流れたときに導体に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
これとは異なり、放電灯点灯時は高温になるためにバイメタルスイッチはオンされ、抵抗素子を通さない高い電流値、即ち短絡している電流を導体に与えることで、導体による損失増加を抑えることができる。このとき、高い電流値により導体に流れる渦電流は抑制されるが、ある程度の渦電流は流れるために、電磁ノイズの抑制を図ることができる。
よって、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる。
【０００８】
本発明の無電極放電灯は、前記導体部材は、発光体により前記抵抗値を変動可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、バルブの外側面における誘導コイルの巻幅内に設けられた導体に、抵抗値を変動可能な例えばネオン球等の小型の発光体を直列に接続して導体部材を構成している。
発光体は、放電灯始動時に誘導コイルによる大磁界によって点灯する。このとき、導体は抵抗値が低いために、誘導コイルに大電流が流れたときに導体に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
これに対して、発光体は、放電灯点灯時に誘導コイルによる磁界が低下することで消灯して導体を開放状態とすることにより、導体の損失増加を抑える。
よって、放電灯消灯後の高温時における再始動時においても電磁ノイズを抑制することができる。
【００１０】
本発明の無電極放電灯は、前記導体部材は、複数回巻回されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、誘導コイルと導体部材との結合性が上がるために、放電灯始動時の電磁ノイズの抑制をより向上させることができる。
【００１２】
本発明の照明器具は、本発明の無電極放電灯を用いたことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、本発明の無電極放電灯を用いることにより、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる照明器具を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の無電極放電灯及び照明器具によれば、誘導コイルへの高周波電流の通電により形成される電磁界により放電ガスを励起発光させる無電極放電灯において、バルブの外側面における誘導コイルの巻幅内に、抵抗値を変動可能または抵抗素子を接続自在なループ状の導体部材を設けた。
これにより、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態に係る無電極放電灯及び照明器具について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１、図２に示すように、本発明の第１実施形態の無電極放電灯１０は、放電ガスが充填された球状のバルブ１１と、バルブ１１の中央部に設けられて中空部１２を有するキャビティ１３と、キャビティ１３の底部から天部に向けて開放された排気細管１４と、キャビティ１３の中空部１２に収容された誘導コイル１５および誘導コイル１５を巻回したコア１６からなるカプラ１７と、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻幅内に抵抗値を変動可能に配置された１回巻きのループ状の導体部材１８と、を備え、バルブ１１とキャビティ１３とでランプ部１９を構成し、これらにカプラ１７が分離可能に組み付けられている。なお、照明器具は無電極放電灯１０を収容して構成されるために図示は省略する。
【００１７】
バルブ１１は、透光性を有するガラス材料等を用いて成形されている。
【００１８】
キャビティ１３は、透光性を有するガラス材料等を用いて成形された有天の上端が塞がれた筒状体である。そのため、排気細管１４の側部に筒状の空間である中空部１２を有する。
【００１９】
排気細管１４内には、水銀や希ガスなどの放電ガスが充填されている。
【００２０】
カプラ１７は、誘導コイル１５がコア１６の外周部に巻回されており、誘導コイル１５の外径がキャビティ１３の中空部１２の内径よりもわずかに小さい。そのため、誘導コイル１５およびコア１６はキャビティ１３の中空部１２に内嵌されている。
【００２１】
バルブ１１とキャビティ１３とから構成されるランプ部１９の基部には、口金２０が組み付けられており、口金２０によってランプ部１９とカプラ１７とが結合されている。
【００２２】
導体部材１８は、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻回範囲Ａ内に設けられた導体２１に、抵抗値を変動可能な可変抵抗素子である感温抵抗素子２２を直列に接続したループ状、即ち無端状に形成されている。
【００２３】
導体２１は、抵抗率の小さい銅製やアルミニウム製、或いはステンレス製や鋼製である。導体２１の表面には、フッ素樹脂等の高耐熱の樹脂被覆層２３を施してあるために、バルブ１１の表面に傷等の損傷を与えることなく、バルブ１１から脱落せずに保持される。
【００２４】
図３にも示すように、感温抵抗素子２２は、例えば温度フューズやＰＴＣサーミスタ等であり、放電灯始動時は低温であるために抵抗値が高くなり、これに反して、放電灯点灯時は高温になるために抵抗値が低くなる。
【００２５】
このような無電極放電灯１０は、誘導コイル１５に高周波電流を通電することにより誘導コイル１５に高周波電磁界が生じ、放電ガスが高周波電磁界により励起発光されて紫外線を放射し、放射された紫外線がバルブ１１内で可視光に変換されて点灯する。
【００２６】
このとき、無電極放電灯１０は、始動時に低温であるために感温抵抗素子２２の抵抗値は高くなっており、低い電流値を導体２１に与える。
よって、誘導コイル１５に大電流が流れたときに導体部材１８に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
【００２７】
また、無電極放電灯１０は、点灯時に高温になるために感温抵抗素子２２の抵抗値は低くなり、高い電流値、即ち短絡している電流を導体２１に与える。
よって、導体部材１８による損失増加を抑えることができる。このとき、高い電流値により導体部材１８に流れる渦電流は抑制されるが、ある程度の渦電流は流れるために、電磁ノイズの抑制を図ることができる。
【００２８】
前述した第１実施形態の無電極放電灯１０によれば、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻幅内に設けられた導体２１に、抵抗値を変動可能な感温抵抗素子２２を直列に接続して導体部材１８を構成した。
これにより、放電灯始動時は低温であるために感温抵抗素子２２の抵抗値は高くなっており、低い電流値を導体２１に与える。一方、放電灯点灯時は高温になるために感温抵抗素子２２の抵抗値は低くなり、高い電流値、即ち短絡している電流を導体に与える。
よって、放電灯始動時に誘導コイル１５に大電流が流れたときに導体部材１８に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができ、放電灯点灯時に導体部材１８による損失増加を抑えることができるとともに、高い電流値により導体部材１８に流れる渦電流は抑制されるが、ある程度の渦電流は流れるために電磁ノイズの抑制を図り、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる。
【００２９】
また、第１実施形態の無電極放電灯１０を用いた照明器具によれば、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる照明器具を提供することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の無電極放電灯及び照明器具について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００３１】
図４に示すように、本発明の第２実施形態の無電極放電灯３０は、可変抵抗素子としての抵抗素子３２と抵抗素子３２に並列に接続したバイメタルスイッチ３３に導体２１を直列接続して導体部材３１を構成している。
【００３２】
無電極放電灯３０は、放電灯始動時に低温であるためにバイメタルスイッチ３３はオフされており、抵抗素子３２の抵抗値を通じた低い電流値を導体２１に与える。
よって、誘導コイル１５に大電流が流れたときに導体部材３１に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
【００３３】
また、無電極放電灯３０は、点灯時に高温になるためにバイメタルスイッチ３３がオンされ、抵抗素子３２を通さない高い電流値、即ち短絡している電流を導体２１に与える。
よって、導体部材３１による損失増加を抑えることができる。このとき、高い電流値により導体部材３１に流れる渦電流は抑制されるが、ある程度の渦電流は流れるために、電磁ノイズの抑制を図ることができる。
【００３４】
第２実施形態の無電極放電灯３０によれば、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻幅内に設けられた導体２１に、抵抗素子３２を接続自在な抵抗素子３２とバイメタルスイッチ３３との並列回路により導体部材３１を構成した。
これにより、放電灯始動時は低温であるためにバイメタルスイッチ３３はオフされており、抵抗素子３２の抵抗値を通じた低い電流値を導体２１に与える。一方、放電灯点灯時は高温になるためにバイメタルスイッチ３３はオンされ、抵抗素子３２を通さない高い電流値、即ち短絡している電流を導体２１に与える。
よって、放電灯始動時に誘導コイル１５に大電流が流れたときに導体部材３１に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができ、放電灯点灯時に導体部材３１による損失増加を抑えることができるとともに高い電流値により導体部材３１に流れる渦電流は抑制されるが、ある程度の渦電流は流れるために電磁ノイズの抑制を図り、点灯時の効率を高く維持するとともに放電灯始動時のノイズを効率良く抑制することができる。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の無電極放電灯及び照明器具について説明する。
【００３６】
図５に示すように、本発明の第３実施形態の無電極放電灯４０は、可変抵抗素子としてのネオン球等の放電灯である小型の発光体４２に導体２１を直列接続して導体部材４１を構成している。
【００３７】
発光体４２は、誘導コイル１５に大電流が流れる始動時に誘導コイル１５による大磁界により点灯し、無電極放電灯４０の点灯時に誘導コイル１５による磁界が低下することで消灯して導体２１を開放状態とする。即ち、熱によるスイッチ動作を行わず、誘導コイル１５の磁界に応じて点灯・消灯を行う。
【００３８】
無電極放電灯４０は、放電灯始動時に誘導コイル１５による大磁界によって発光体４２が点灯する。このとき、導体部材４１は抵抗値が低くなっている。
よって、誘導コイル１５に大電流が流れたときに導体部材４１に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
【００３９】
無電極放電灯４０は、放電灯点灯時に誘導コイル１５による磁界が低下することで発光体４２が消灯して導体２１を開放状態とする。
よって、導体部材４１の損失増加を抑え、放電灯消灯後の高温時における再始動時においても電磁ノイズを抑制することができる。
【００４０】
第３実施形態の無電極放電灯４０によれば、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻幅内に設けられた導体２１にネオン球の発光体４２を直列接続して導体部材４１を構成した。
これにより、放電灯始動時に誘導コイル１５による大磁界によって発光体４２が点灯する。このとき、導体２１は抵抗値が低い。一方、放電灯点灯時に誘導コイル１５による磁界が低下することで発光体４２が消灯して導体２１を開放状態とする。
よって、放電灯始動時に誘導コイル１５に大電流が流れたときに導体部材４１に流れる渦電流を大きくして電磁ノイズを大幅に抑制することができ、放電灯点灯時に導体部材４１の損失増加を抑え、放電灯消灯後の高温時における再始動時においても電磁ノイズを抑制することができる。
【００４１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の無電極放電灯及び照明器具について説明する。
【００４２】
図６に示すように、本発明の第４実施形態の無電極放電灯５０は、可変抵抗素子としての白熱電球である発光体５２に導体２１を直列接続して導体部材５１を構成している。
【００４３】
発光体５２は、誘導コイル１５に大電流が流れる放電灯始動時に誘導コイル１５による大磁界により点灯する。このとき、発光体５２の抵抗値は冷間状態のために、例えば点灯時の熱間状態の約１／１０の低い値である。
【００４４】
発光体５２は、点灯してから数１０ｍｓ後に熱間状態となり、その抵抗値が通常の値になる。
【００４５】
無電極放電灯５０は、放電灯始動時に誘導コイル１５による大磁界によって発光体５２が点灯し、導体部材５１の抵抗値を低く設定する。
このとき、高くなった抵抗値によって導体部材５１に制限された渦電流が流れる。
よって、放電灯点灯時の電磁ノイズを大幅に抑制することができる。
【００４６】
無電極放電灯５０は、発光体５２が点灯してから数１０ｍｓ後に熱間状態となって抵抗値を通常の値に設定する。
よって、導体部材５１による損失増加を抑えることができる。
【００４７】
第４実施形態の無電極放電灯５０によれば、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻幅内に設けられた導体２１に白熱電球の発光体５２を直列接続して導体部材５１を構成した。
これにより、放電灯始動時に誘導コイル１５による大磁界によって発光体５２が点灯して導体２１の抵抗値を低く設定する。そして、発光体５２は、点灯してから数１０ｍｓ後に熱間状態となって抵抗値を通常の値に設定する。
よって、放電灯始動時に導体部材５１に制限された渦電流を流して電磁ノイズを大幅に抑制することができ、その後に発光体５２の抵抗値が通常の値に設定されて、導体部材５１による損失増加を抑えることができる。
【００４８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態の無電極放電灯及び照明器具について説明する。
【００４９】
図７に示すように、本発明の第５実施形態の無電極放電灯６０は、バルブ１１の外側面における誘導コイル１５の巻回範囲Ａ内に３回の複数回巻回された導体６２に、抵抗値を変動可能な可変抵抗素子である感温抵抗素子２２を直列に接続して導体部材６１を構成している。
【００５０】
第５実施形態の無電極放電灯６０によれば、導体部材６１は、導体６２を複数回巻回した。
これにより、誘導コイル１５と導体部材６１との結合性が上がるために、放電灯始動時の電磁ノイズの抑制をより向上させることができる。
【００５１】
なお、前記各実施形態で使用したバルブ１１、口金２０等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る第１実施形態の無電極放電灯の外観斜視図
【図２】図１の無電極放電灯の内部構造を説明する縦断面図
【図３】図１の無電極放電灯に適用される導体部材の模式図
【図４】本発明に係る第２実施形態の無電極放電灯に適用される導体部材の模式図
【図５】本発明に係る第３実施形態の無電極放電灯に適用される導体部材の模式図
【図６】本発明に係る第４実施形態の無電極放電灯に適用される導体部材の模式図
【図７】本発明に係る第５実施形態の無電極放電灯の外観斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１０  無電極放電灯
１１  バルブ
１２  中空部
１３  キャビティ
１４  排気細管
１５  誘導コイル
１６  コア
１７  カプラ
１８  導体部材
２１  導体
３０  無電極放電灯
３１  導体部材
３２  抵抗素子
３３  バイメタルスイッチ
４０  無電極放電灯
４１  導体部材
４２  発光体
５０  無電極放電灯
５１  導体部材
５２  発光体
６０  無電極放電灯
６１  導体部材
６２  導体
【図１】
2010050059.tif 000003
【図２】
2010050059.tif 000004
【図３】
2010050059.tif 000005
【図４】
2010050059.tif 000006
【図５】
2010050059.tif 000007
【図６】
2010050059.tif 000008
【図７】
2010050059.tif 000009